Hardware: 2. Zdroje

K čemu je napájecí zdroj? Jak pracuje? Jaké se určují parametry? Jaké jsou standardy? Mnohem více se dozvíte v tomto díle, který pojednává o živiteli vašich nenasytných komponent.

Napájecí zdroj je velmi důležitou součástí vašeho PC. Porucha zdroje může způsobit zničení dalších komponent. Pro vaši sestavu nevhodný (slabý, nekvalitní) zdroj zase může způsobit nestabilitu celého systému.

Počítačový zdroj je jednoduše měnič napětí. Má za úkol přeměnit střídavé napětí ze sítě (230 V / 50 Hz) na napětí stejnosměrné, a to do několika větví (3,3V, 5V, 12V). Komponenty v PC využívají tyto větvě přímo, nebo si je dále mění, např. základní deska pro dnešní procesory na napětí (1,4 V–1,5 V). Pro představu: AMD řady K8 – Athlon 64 3000+ = 1,4 V; AMD řady K7 – Athlon XP 2600+ = 1,67 V.

Standardy

AT

Poskytoval napětí 5 V a 12 V. Velikou odlišností od současného standardu ATXx je, že se zapínal spínačem přímo napojeným na síť 230 V (dříve 220 V). Nebylo tedy dostupné softwarové zapínání.

ATX

Standard ATX přidal další větev, a to 3,3V. Bylo zde dostupné softwarové zapínání. Zdroj má tři stavy – zapnuto se všemi napěťovými okruhy, vypnuto, uskutečnitelné pouze mechanickým odpojením kabelu ze síťe, stand-by s aktivním 5V okruhem označeným jako 5Vsb, pomocí kterého přepínáme do stavu zapnuto. Toto zapnutí provádí vždy základní deska. Zapnutí přes okruh 5Vsb je možné pomocí Main Power tlačítka na vaší skříni, síťové karty s funkcí Wake-up či jiné periferie připojené k základní desce (záleží na podpoře zákl. desky).

ATX 2.03 vznikl v roce 1998 s příchodem nového procesoru Pentium III a AGP sběrnice. Procesor, AGP slot a části zákl. desky byly napájeny z 3,3V větvě. Propojení se zákl. deskou obstarával 20pinový Main power konektor.

ATX 12 V

Tohoto standardu je většina dnes nově zakoupených zdrojů. Vznikl v roce 2000 a navazuje na ATX 2.03. Přidává samostatný 4pinový konektor s napětím 12 V (označený +12 V power). Ten slouží k napájení napěťových regulátorů základních desek, které vytváří napětí pro procesor. Dále tento standard upravuje požadavky na výkon v jednotlivých napěťových větvích. Důvod pro nový +12V power konektor je nastávající přílišné proudové zatížení u 3,3V větve. Pokud by se v té době nově žravé Pentium 4 2,4 GHz připojilo na 3,3V větev, byl by procházející proud 23 A, ovšem při připojení na 12V větev to bude pouhých 8 A.

ATX 12 V 2.0 obsahuje nový 24pinový Main power konektor pro propojení základní desky se zdrojem. Tento standard počítá s PCI Express rozhraním, které poskytuje až 75 W výkonu a u procesoru přes 100 W. Je zde povinný Serial ATA napájecí konektor. Vytratil se nepoužívaný AUX konektor. Ovšem nachází se zde nová větev +12V2, která je vyvedena na +12 power konektor, tuto větev využívá pouze procesor! Jsou zde tak dvě samostatné 12V větvě, což přispívá k stabilitě napájení.

Tolerance napětí

Je velice důležitá položka určující kvalitu zdroje. Zdroj by měl být „tvrdý“ , např. při rychlé změně odběru z jednotlivých větví by se neměla změnit hodnota napětí víc, než je v toleranci pro daný standard zdroje.

Komponenty počítače jsou na takovéto vychýlení konstruovány, ovšem při překročení tolerance nastává velký problém v lepším případě v nestabilitě systému, v horším v poškození komponent. Obzvláště náchylné jsou pevné disky. Hodnoty napětí, co udává zákl. deska, nejsou vždy pravdivé, a proto nejspolehlivější měření je externě přes voltmetr.

Tolerance napětí u standardu ATX 12 V 2.0

Korekce účiníku (Power Factor Correction)

Účiník je čísloo mezi nulou a jedničkou. Určuje nám, jak moc se blíží daný průběh sinusovce. Je to vlastně poměr mezi skutečným a jalovým výkonem. Zdroje bez PFC mají účiník přibližne 0,6, kdežto zdroje s aktivním PFC filtrem dosahují hodnoty téměř 1. Korekce účiníku se snaží docílit toho, aby zdroj odebíral proud co nejvíce se blížící sinusovce ve fázi s napětím. PFC není důležité pro komponenty PC, ale z důvodu rušení el. sítě. Nedochází tak k deformaci sinusového napětí sítě.

• V případě pasivního PFC filtru se jedná o dodání tlumivky na vstup zdroje
• Aktivní PFC filtr se skládá z cívky a řízeného tranzistoru, čímž lze dosáhnout prakticky čistě sinusového odběru proudu.

Zvlnění – Ripple

Zvlnění je důležitý faktor pro stabilitu. Jedná se o maličké výkyvy výstupního napětí, které nelze zachytit na voltmetru, ale pouze na osciloskopu. Malé zvlnění je důležité z toho důvodu, aby zařízení připojená ke zdroji pracovala v jednom rytmu. Velké výkyvy by například znamenaly výkyvy v napětí procesoru.

Konektory

Main power konektor

Slouží k napájení všech částí základní desky. Od standardu ATX 12 V 2.0 má 24 pinů, dříve 20 pinů. Zdroje s novým standardem ATX 12 V 2.0 a výš umožňují (většinou) nově přidané 4 piny oddělit, a zapojit tak 24pinový Main Power konektor do starších typů desek, kde je požadován 20pinový. Naopak pokud máte zdroj s 20pinovým Main Power konektorem, je možné použít redukci.

+12 power konektor

je hlavním rozlišovacím znakem mezi ATX a ATX 12 V. Je to 4pinový čtvercový konektor s klíčováním podobným jako u Main Power konektoru. Jeho zapojení u dnešních desek je povinné. Další specifikace viz standard ATX 12 V. Má dva 12V vodiče + dva vodiče COM (zem).

AUX Power

Konektor je sestaven ze dvou +3,3V vodičů, jednoho +5V a třech COM (zem). V dnešní době se nevyužívá a ze standardu ATX 12 V 2.0 byl vyjmut.

Peripheral Power (Molex)

Tento konektor se v dnešním PC vyskytuje nejpočetněji. Slouží buď jako přímý napájecí vstup, nebo je dál zredukován (tvarem konektoru a popř. vybráním jedné větvě 5V nebo 12V). Napájí se s ním HDD, optické mechaniky, grafické karty, větráčky… Poskytuje jednou 12 V (žlutá), jednou 5 V (červená) a dvakrát COM (černá).

Floppy Drive Power

K napájení dnes čím dál méně využívané disketové mechaniky, stejné vodiče jako Peripheral Power.

Serial ATA

Od standardu ATX 12 V 2.0 povinný napájecí konektor Serial ATA. Ten poskytuje jednou +3,3 V, jednou +5 V, jednou +12 V a dvakrát COM.

Spotřeba

Spotřeba jednotlivých komponent

Komponenty v klidu (bez zátěže) takovýchto hodnot nedosahují a stačily by nám i slabší zdroje, než jaké do našich sestav dáváme. Zdroj musí být dostatečný, aby ukojil komponenty v plné zátěži, velký odběr můžeme zaznamenat i při startu PC.

Zde máte možnost vidět odběr PC při plné zátěži, vynásobte si hodnotu 1,5 a přibližně zjistíte, jaký zdroj byste měli mít. Sestava: AMD Athlon 64 FX-57, MSI Diamond Plus, 2 × 1024 MB Corsair DDR400 CL2, Windows XP Professional SP2 + uvedená graf. karta